ग्रे-ह्वाइट मैटर की साइंस समझें, शरीर ही नहीं दिमाग में भी होते हैं कई बदलाव

गर्भवती महिलाओं के बार-बार मस्तिष्क स्कैन का उपयोग करके हाल ही में किए गए एक अध्ययन ने इस अनदेखे क्षेत्र पर प्रकाश डाला, जिसके परिणामस्वरूप गर्भावस्था के दौरान मानव मस्तिष्क का पहला नक्शा तैयार हुआ। आश्चर्यजनक रूप से, गर्भावस्था एक महिला के मस्तिष्क में बहुत बड़े परिवर्तन लाती है। गर्भावस्था मस्तिष्क के झुर्रीदार बाहरी भाग ग्रे मैटर को कम करती है और अंदर गहरे सफेद पदार्थ को बढ़ाती है। नेचर न्यूरोसाइंस के सबसे हालिया अंक में प्रकाशित यह अध्ययन कैलिफोर्निया, सांता बारबरा और इरविन विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं की एक टीम द्वारा किया गया था।

लॉरा प्रिटशेट ने कहा, "हम विशेष रूप से गर्भावस्था के दौरान मस्तिष्क में होने वाले परिवर्तनों के प्रक्षेप पथ को देखना चाहते थे।" पिछले अध्ययनों में गर्भावस्था से पहले और बाद में मस्तिष्क के स्नैपशॉट लिए गए थे। इसके विपरीत, गर्भावस्था के नौ महीने एक ब्लैक बॉक्स की तरह थे।

(शोध दल की एक सदस्य, संज्ञानात्मक तंत्रिका वैज्ञानिक लिज़ क्रैस्टिल, अध्ययन का विषय थीं, जिनके मस्तिष्क का मानचित्रण किया गया था। उन्होंने इन-विट्रो फर्टिलाइजेशन करवाया और अध्ययन के लिए स्वेच्छा से आगे आईं।)

शोधकर्ताओं ने एक स्वस्थ 38 वर्षीय महिला में गर्भावस्था के दौरान मस्तिष्क में होने वाले परिवर्तनों का विश्लेषण करने के लिए सटीक इमेजिंग का उपयोग किया। उन्होंने गर्भधारण से तीन सप्ताह पहले मस्तिष्क इमेजिंग शुरू की और बच्चे के जन्म के बाद दो साल तक हर कुछ सप्ताह में एक बार मस्तिष्क स्कैन और रक्त के नमूने लेना जारी रखा। मस्तिष्क स्कैन ने गर्भावस्था के दौरान गतिशील मस्तिष्क पुनर्गठन को कैप्चर किया। लेखकों ने कहा, "सटीक इमेजिंग का लाभ उठाते हुए, हमने एक व्यक्ति में न्यूरोएनाटोमिकल परिवर्तनों को मैप किया।" उन्होंने कहा कि गर्भावस्था के दौरान मस्तिष्क "अनुकूली, हार्मोनल रूप से संचालित न्यूरोएनाटोमिकल परिवर्तनों से गुजरता है"।

लगभग हर पांच में से एक महिला को प्रसवपूर्व अवसाद होता है, फिर भी इसका कोई प्रारंभिक निदान प्रक्रिया नहीं है। गर्भावस्था मिर्गी, सिरदर्द और इंट्राक्रैनील दबाव जैसी तंत्रिका संबंधी समस्याओं को बढ़ा या बढ़ा सकती है। लेखकों का कहना है, "सटीक इमेजिंग अध्ययन किसी व्यक्ति के अवसाद और अन्य तंत्रिका संबंधी विकारों के जोखिम या लचीलेपन के बारे में संकेत दे सकते हैं, लक्षण शुरू होने से पहले, जिससे चिकित्सकों को यह निर्धारित करने में मदद मिलती है कि कब और कैसे हस्तक्षेप करना है।"शोध दल की एक सदस्य, संज्ञानात्मक तंत्रिका वैज्ञानिक लिज़ क्रैस्टिल, अध्ययन का विषय थीं, जिनके मस्तिष्क का मानचित्रण किया गया था। उन्होंने इन-विट्रो फर्टिलाइजेशन करवाया और अध्ययन के लिए स्वेच्छा से आगे आईं।

ग्रे मैटर की मात्रा में कमी और सफेद पदार्थ में वृद्धि के अलावा, शोधकर्ताओं ने पाया कि कॉर्टिकल परत में कमी आई है। इसके विपरीत, वेंट्रिकल की मात्रा और मस्तिष्कमेरु द्रव में वृद्धि हुई। फिर भी, मातृत्व में संक्रमण ने मस्तिष्क के कुछ हिस्सों को अप्रभावित छोड़ दिया। लेखकों का कहना है, "हमने कॉर्टिकल ग्रे मैटर वॉल्यूम (GMV) और कॉर्टिकल मोटाई (CT) में व्यापक कमी देखी, जो गर्भावधि सप्ताह के बढ़ने और सेक्स हार्मोन उत्पादन में नाटकीय वृद्धि के साथ हुई।"

गर्भावस्था के दौरान माँ के शरीर में भ्रूण के विकास के लिए बहुत सारे परिवर्तन होते हैं। लेखकों का मानना है कि "लगभग 40 सप्ताह की गर्भावधि अवधि में, माँ के शरीर में भ्रूण के विकास के लिए बहुत सारे शारीरिक अनुकूलन होते हैं, जिसमें प्लाज्मा की मात्रा, चयापचय दर, ऑक्सीजन की खपत और प्रतिरक्षा विनियमन में वृद्धि शामिल है।"

गर्भावस्था के दौरान सीरम हार्मोन सांद्रता में काफी वृद्धि हुई और बच्चे के जन्म के बाद तेजी से गिरावट आई। एस्ट्रोजन और प्रोजेस्टेरोन सहित हार्मोन संश्लेषण में 100 से 1,000 गुना वृद्धि हुई। एस्ट्रोजन और प्रोजेस्टेरोन जैसे हार्मोन न्यूरोमॉड्यूलेटर के रूप में कार्य करते हैं, जो मस्तिष्क के पुनर्गठन को प्रेरित करते हैं। उदाहरण के लिए, मानव श्वेत पदार्थ मस्तिष्क ऊतक की सूक्ष्म संरचना को सूचना प्रसंस्करण गति और संज्ञानात्मक क्षमताओं से जोड़ा गया है। अध्ययन ने संकेत दिया कि गर्भावस्था के दौरान, 17β-एस्ट्राडियोल और प्रोजेस्टेरोन हार्मोन के स्तर में वृद्धि के साथ-साथ श्वेत पदार्थ की सूक्ष्म अखंडता में वृद्धि हुई। लेखकों का कहना है, "स्टेरॉयड हार्मोन में वृद्धि के साथ-साथ व्यापक शारीरिक परिवर्तन होते हैं, जिसमें शरीर के द्रव्यमान की संरचना, जल प्रतिधारण, प्रतिरक्षा कार्य और नींद के पैटर्न में परिवर्तन शामिल हैं।"

शोधकर्ताओं ने गर्भावस्था के दौरान केवल एक व्यक्ति में न्यूरोएनाटोमिकल परिवर्तनों का मानचित्रण किया, जो सामान्यीकरण करने की उनकी क्षमता को सीमित करता है। जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है, हमारा मस्तिष्क बढ़ता और बदलता है। इस प्रकार, देखे गए अंतर सामान्य मस्तिष्क विकास के कारण हो सकते हैं, गर्भावस्था के कारण नहीं। फिर भी, शोधकर्ताओं ने गर्भावस्था के दौरान पाए गए परिवर्तनों की तुलना गैर-गर्भवती व्यक्तियों के डेटा से की, जिससे यह साबित हुआ कि गर्भावस्था से संबंधित न्यूरोएनाटोमिकल समायोजन सामान्य विकास और परिवर्तन की तुलना में बहुत अधिक हैं।

पहले के अध्ययनों से पता चला है कि किशोरावस्था में महिलाओं के मस्तिष्क में बड़े बदलाव होते हैं। इस अध्ययन से पता चलता है कि परिपक्वता, यानी माँ बनना, महिला मस्तिष्क के विकास का एक और चरण है।मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में मौजूद ग्रे मैटर स्मृति, गति और भावनाओं को नियंत्रित करता है। श्वेत पदार्थ, मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों को जोड़ने वाला एक प्रकार का मस्तिष्क ऊतक है, जो आवेगों को भेजने और प्राप्त करने की अनुमति देता है। इसका संज्ञान और व्यवहार के कई पहलुओं पर प्रभाव पड़ता है, जिसमें सीखना, समस्या-समाधान और संतुलन शामिल है।

शोधकर्ताओं ने गर्भावस्था के बढ़ने के साथ मस्तिष्क में होने वाले परिवर्तनों की पहचान करने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग का उपयोग किया। शोधकर्ताओं ने संवेदी प्रसंस्करण, ध्यान और डिफ़ॉल्ट मोड नेटवर्क के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क क्षेत्रों में ग्रे मैटर में काफी कमी पाई, जो मस्तिष्क के आराम करने या आत्म-संदर्भित विचारों में संलग्न होने के दौरान सक्रिय रहता है। मस्तिष्क के कुछ क्षेत्रों में ग्रे मैटर में कमी 4% तक थी। हालाँकि, ग्रे मैटर की मात्रा में कमी जरूरी नहीं कि चिंताजनक हो; शायद मस्तिष्क कॉर्टिकल रिफाइनमेंट से गुजर रहा हो, जिससे अतिरिक्त हिस्से निकल रहे हों।

इसी तरह, मस्तिष्क के वे क्षेत्र जो श्वेत पदार्थ के भावनात्मक और दृश्य प्रसंस्करण केंद्रों के बीच संचार को बढ़ावा देते हैं, उनका विस्तार हुआ। लेखकों का कहना है, "ये कोशिकीय परिवर्तन मस्तिष्क के उन परिपथों में स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं जो मातृ व्यवहार को बढ़ावा देते हैं।"गर्भावस्था के दौरान मस्तिष्क में होने वाले बदलावों की सीमा आश्चर्यजनक है और गर्भकालीन सप्ताहों के दौरान लगातार बनी रहती है। उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रसवोत्तर अवधि में बेसलाइन स्तरों पर वापस लौटने से पहले पहली और दूसरी तिमाही में सफ़ेद पदार्थ बढ़ता है।

हालाँकि, ग्रे मैटर की मात्रा गर्भावस्था के दौरान रैखिक रूप से कम होती गई और बाद में कुछ हद तक वापस बढ़ती हुई दिखाई दी। पार्श्व वेंट्रिकल, मस्तिष्कमेरु द्रव युक्त दो विशाल कक्ष, जन्म के बाद तेजी से सिकुड़ने से पहले दूसरी और तीसरी तिमाही के दौरान बढ़े। फिर भी, "हिप्पोकैम्पल बॉडी के अन्य उप-क्षेत्रों या कुल आयतन में या पैराहिप्पोकैम्पल गाइरस में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं हुआ," लेखक कहते हैं। सेलुलर और सिस्टम-स्तरीय प्रक्रियाओं पर अधिक गहराई से नज़र डालने से हमें यह समझने में मदद मिलेगी कि गर्भावस्था मातृ व्यवहार का समर्थन करने के लिए विशेष सर्किट को कैसे बदलती है।

कुछ परिवर्तन, जैसे कि ग्रे मैटर की मात्रा में कमी और कॉर्टिकल का पतला होना, बच्चे के जन्म के दो से छह साल बाद तक बने रहते हैं, और कुछ जीवन भर रह सकते हैं। अन्य, जैसे कि सफेद पदार्थ की अखंडता, अस्थायी प्रतीत होती है। "हमने गर्भावस्था के पहले और दूसरे तिमाही के दौरान सफेद पदार्थ की सूक्ष्म संरचनात्मक अखंडता में बड़ी वृद्धि देखी, लेकिन ये माप पहले प्रसवोत्तर स्कैन तक पूरी तरह से बेसलाइन मूल्यों पर लौट आए," लेखक कहते हैं।

गर्भावस्था मस्तिष्क के पुनर्निर्माण की एक अत्यधिक गतिशील अवधि है, फिर भी इस अध्ययन से पहले, "तंत्रिका वैज्ञानिकों के पास इस बात का विस्तृत नक्शा नहीं था कि गर्भावधि अवधि के दौरान मानव मस्तिष्क कैसे बदलता है", लेखकों का कहना है। यह समझना कि मातृ मस्तिष्क में ग्रे और व्हाइट मैटर में परिवर्तन कैसे प्रकट होते हैं, "गर्भावस्था के दौरान और बाद में उभरने वाले व्यवहारिक अनुकूलन को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे कि शिशु के संकेतों के लिए मस्तिष्क की दृश्य और श्रवण प्रतिक्रियाओं को बेहतर बनाना और मातृ व्यवहार को उजागर करना", लेखकों का कहना है। इसके अलावा, उन्होंने कहा, "यह डेटासेट गर्भावस्था के दौरान मानव मस्तिष्क के एक व्यापक मानचित्र के रूप में कार्य करता है, जो मस्तिष्क इमेजिंग समुदाय को मातृ मस्तिष्क का और अधिक पता लगाने और समझने के लिए एक ओपन-एक्सेस संसाधन प्रदान करता है।"

अनुसंधान दल में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा, सीए, यूएसए के मनोवैज्ञानिक और मस्तिष्क विज्ञान विभाग से लौरा प्रिटचेट, कैटलिन एम. टेलर, टायलर सैंटेंडर, हन्ना ग्रोटज़िंगर, इवान लेहर और एमिली जी. जैकब्स, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन, सीए, यूएसए के न्यूरोबायोलॉजी और व्यवहार विभाग से डेनिएला कोसियो और एलिजाबेथ आर. क्रैस्टिल, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ मेंटल हेल्थ, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ, बेथेस्डा, एमडी, यूएसए के फंक्शनल इमेजिंग मेथड्स अनुभाग में मस्तिष्क और अनुभूति की प्रयोगशाला से जोशुआ फास्कोविट्ज और डैनियल ए. हैंडवर्कर शामिल थे।